专利名称：光时分复用信号的信道提取方法和设备的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种能够方便地从时分复用光信号中提取信道的方法和设备。
背景技术：
时分复用是一种在信号传输系统中提高传输容量的公知技术。作为一种为每一传输速率定义复用信号的体系结构的方法，同步数字体系(SDH)方法是广为人知的。这种体系使用一种规定的结构对电信号进行复用，然后，在光纤上传输光电转换后的复用信号。
在提取被复用在时分复用信号内的信道的现有方法中，电信号的系统开销(overhead)得到了使用。换句话说，时分复用(TDM)的信号信道也使用了在SDH中使用的电信号格式所定义的系统开销。具体而言，光TDM信号被解复用(demultiplex)到可以执行光电转换的比特率，然后所有信道内的光信号都被转换成电信号。随后，在这些信道内获得的电信号被读出，并且它们的系统开销数据受到解释以提取各条信道。
在发送侧，时分复用信道内的信号通过一个低速帧信号得到复用，所述低速帧信号受控制从而移动每条信道的相位，在接收侧，各条信道则根据所分离出的低速帧信号而被识别出来(例如，日本专利申请未决公开No.2000-77091)。
然而，根据现有技术，因为在将光信号分离到可由光电转换处理的比特率之后将其转换成电信号，然后才检查电信号，所以导致系统规模增大，同时使系统结构也很复杂。
同时，还有一些不需要解复用时分复用光信号就可以提取信道的方法(例如日本专利申请未决公开No.7-99484(1995)以及美国专利US5610911)。在发送侧，可提取信道的相关信息在信号复用时被插入一条预定信道。在接收侧，预定信道在时间轴上的位置受到检测，并且其余的信道根据与参考时间位置的相对时间差而得到识别。但是，这种技术的问题在于，它占用了一条信道用以进行信道提取处理，并降低了传输速率。
另外，还有一种技术通过给每条信道叠加一个相对于该信道具有唯一频率的低频信号来提取信道(例如，日本专利申请未决公开No.10-173634(1998)以及美国专利US 6178022)。但是，这种技术的问题在于其系统规模很大，因为它需要电路以为每条信道生成不同的低频信号。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种光时分复用信号的信道提取方法和设备，它决定光时分解复用单元的端口号和信道号之间的一对一关系，因此便于信道的提取。
为了实现这一目的，本发明提供了一种时分复用光信号的信道提取方法，它将复用信号划分为总共N条信道，并提取信道号，用以将解复用的信号提供给其端口号与信道号相匹配的输出端口。这种方法包括解复用步骤，将复用信号解复用成N条信道，并将解复用信号提供给总共N个的单独端口；提取步骤，在对应于所述N个单独端口的N条信道内提取至少一条信道的信道号；交换步骤，根据在所述提取步骤中识别出来的一条信道的编号与对应于所述信道编号的输出端口号之间的关系，将所述N条信道交换到其端口号与N条信道的编号唯一匹配的输出端口；以及输出步骤，将所述交换后的N条信道的信号提供给其输出端口号与信道号相匹配的输出端口。
根据这种方法所述，复用光信号被划分成N条信道，并且时间轴上的信道顺序被唯一地转换成波长轴上的信道顺序以将输出提供给总共N个单独端口。因此，如果识别出N条信道中的一条信道，则可在端口号唯一匹配信道号时将所有N条信道交换到输出端口。这样，提取信道将变得很容易，并且系统规模也可被缩小。
作为本发明的另一方面，它可以控制提供给所述单独端口的所述N条信道的信号，以便根据在所述提取步骤中识别出的一条信道的编号与对应于所述信道编号的输出端口号之间的关系，使所述N条信道的编号唯一地匹配输出端口号。
作为本发明的另一方面，它还可包括一个解复用步骤将时间轴上信道间隔不规则的不规则间隔(irregular-intervals)时分复用光信号解复用成N条信道，并将解复用的信号提供给与这些信道具有相同间隔的总共N个单独端口。当N条信道的编号匹配输出端口的编号时，所述解复用步骤将这些信号提供给所有的N个单独端口。这个方法包括一个控制步骤，所述控制步骤监视输出到输出端口的信号，并控制提供给单独端口的所述N条信道的信号，以便所有N个单独端口都接收到信号输出。
通过以下结合附图对本发明实施例的描述，本发明的上述和其它目的、效果、特征和优点将变得更加清楚。
附图的简要说明
图1是根据本发明第一实施例所述的光时分复用信道提取设备的方框图；图2A是根据本发明第二实施例所述的光时分复用信道提取设备的方框图；图2B是使用本发明第二实施例所述的光时分复用信道提取设备的信道提取结果的方框图；图3A是根据本发明第三实施例所述的光时分复用信道提取设备的方框图；图3B是使用第三实施例所述的光时分复用信道提取设备的信道提取结果的方框图；图4的方框图示出了光时分解复用单元的第一个例子；图5示出了光时分解复用单元的第一个例子的半导体光放大器的输出频谱；图6是光时分解复用单元的第二个例子的方框图；图7示出了光时分解复用单元的第一个例子的光纤的输出频谱；图8是光时分解复用单元的第三个例子的方框图；图9用于说明提供给第三个例子的互相关信号发生器的复用信号与门光脉冲串之间的关系；图10是光时分解复用单元的第三个例子的电路图；图11是光时分解复用单元的第四个例子的方框图；图12用于说明提供给第四个例子的互相关信号发生器的复用信号与门光脉冲串之间的关系；图13是光时分解复用单元的第四个例子的电路图；图14是光时分解复用单元的第五个例子的方框图；图15用于说明提供给第五个例子的互相关信号发生器的复用信号和门光脉冲串之间的关系；图16是光时分解复用单元的第五个例子的电路图；图17示出了不规则间隔的光时分复用信号发生器的方框图；图18是不规则间隔的光时分复用信号发生器中的时分复用的时间图；图19是光时分解复用单元的第六个例子的方框图；以及图20用于说明提供给第六个例子的互相关信号发生器的复用信号与门光脉冲串之间的关系。
优选实施例的详细描述现在将参考附图详细描述本发明的多个实施例。
(第一实施例)图1是根据本发明第一实施例所述的光时分复用信道提取设备的方框图。该信道提取设备包括光时分解复用单元101，用于将时分复用光信号划分为总共N条信道；信道提取单元102，用于提取各信道的信道号；信道交换机103，用于将多个信道交换到对应于信道号1-N的端口；以及数据输出单元104，其安装有端口号为1-N的总共N个输出端口。
第一实施例的信道提取单元102仅识别光时分解复用单元101的单独端口1的信道。用于信道提取的端口可以是除了端口1之外的一个或多个端口，或者可以是包括端口1在内的两个或更多端口。
经光时分解复用单元101解复用后的光时分复用信号被提供给端口1-N，它们被在信道提取单元102内发送给对应的端口。信道提取单元102通过波长检测或者通过解释光电转换信号的首部来识别例如端口1的信道。在图1中，从端口1提供的信号的信道号为3。根据信道提取单元102识别出的信道号，信道交换机103将来自端口1的信号交换到数据输出单元104的输出端口3。
当信道3被分配给光时分解复用单元101的端口1时，其它端口也一对一地与各条信道唯一地相关。即，光时分解复用单元101的端口2、3、……、N-2、N-1、N与数据输出单元104的输出端口4、5、……、N、1、2相关。然后，通过识别出一条信道就可以识别出所有的信道。用于使光时分解复用单元101与数据输出端口104相关的其它方法将在下文中得到描述。
(第二实施例)图2A是根据本发明第二实施例所述的光时分复用信道提取设备的方框图。该信道提取设备包括光时分解复用单元201，用于将复用信号划分为总共N条信道；信道提取单元202，用于提取各信道的信道号；数据输出单元204，它具有端口号为1-N的总共N个输出端口；以及信道控制器205，用于根据信道提取单元202所提供的信道提取结果来控制光时分解复用单元201中的信号解复用顺序。
第二实施例的信道提取单元202仅识别光时分解复用单元201的端口1的信道。信道提取所用的端口可以是除了端口1之外的一个或多个端口，或者可以是包括端口1在内的两个或更多的端口。
经光时分解复用单元201解复用后的复用信号被提供给端口1-N，它们被发送给信道提取单元202中的对应端口。信道提取单元202通过波长检测或者通过解释光电转换信号的首部来识别例如端口1的信道。在图2A中，从端口1提供的信号的信道号为3。根据由信道提取单元202识别的信道号，信道控制器205控制光时分解复用单元201中的信号解复用顺序，以便将来自端口1的信号发送给数据输出单元204的输出端口3。由于信道号3被分配给端口1，因此信号解复用顺序被移动两条信道(两个比特)。图2B示出了这一移动的结果。
当信道3被分配给光时分解复用单元201的端口1时，其它端口也一对一地与各条信道相关。即，光时分解复用单元101的端口2、3、……、N-2、N-1、N与数据输出单元204的输出端口4、5、……、N、1、2相关。换句话说，通过识别一条信道就已识别出所有信道。用于使光时分解复用单元101与数据输出端口104相关的其它方法将在下文中得到描述。
(第三实施例)图3A是根据本发明第三实施例所述的光时分复用信道提取设备的方框图。该信道提取设备包括光时分解复用单元301，用于将从不规则间隔光时分复用信号发生器306发送的复用信号划分为总共N条信道；数据输出单元304，它具有编号为1-N的N个输出端口；以及信道控制器305，用于控制光时分解复用单元301内的信号解复用顺序。
不规则间隔光时分复用信号发生器306执行信号复用，以使N条信道之间的比特间隔(即信道之间的时间间隔)不同。具体而言，信道1和信道2之间的间隔为Δt1、信道2和信道3之间的间隔为Δt2、信道3和信道4之间的间隔为Δt3、信道N-1和信道N之间的间隔为ΔtN-1，其中至少一个比特间隔与其它的比特间隔不同。下文中将会对不规则间隔光时分复用信号发生器306再次进行说明。
在光时分解复用单元301中，对应于N条信道的比特间隔被确定为是与复用信号的不规则间隔相匹配的。因此，如果总共N个信道号与输出端口号相匹配，则所有端口将同时提供输出信号。反之，如果它们相互不匹配，则至少一个端口将不能提供输出信号。信道控制器305监视数据输出单元304中信号输出的存在与否，并控制光时分解复用单元301中的端口-信道关系，以使所有端口都提供输出信号。在下文中将描述其它的控制操作。
如图3A所示，当光时分解复用单元301的N个端口的至少一个端口不提供输出信号时，信道控制器305在光时分解复用单元301中逐一地移动信道解复用顺序。然后，它再次监视数据输出单元304输出端口的输出，并如图3B所示，它将重复上述顺序移动操作，直到所有输出端口都提供输出为止。按照这种方式，数据输出单元的输出端口号就与信道号相匹配。
(光时分解复用单元的第一个例子)图4是光时分解复用单元的第一例子的方框图。这是一个利用半导体光放大器采用四波混合(FWM)以作为光时分解复用方法的例子。在该例子中，160Gbit/s的光信号被划分为20Gbit/s×8信道。光时分解复用单元包括光耦合器401，用于耦合160Gbit/s的复用信号和20GHz的线性调频脉冲(chirp pulse)串；半导体放大器402，用于放大所耦合的信号；以及波长滤波器403，用于将这些信号划分为单独的信道。
半导体放大器402利用发生在复用信号与线性调频光脉冲之间的FWM效应，将不同波长的FWM光提供给各条信道。图5示出了半导体放大器402的输出频谱。通过将转换后的FWM光解复用到对应信道，波长滤波器403可以同时将所有信道的光信号提供给各个单独的端口。除了半导体放大器402之外，也可以使用光纤。
(光时分解复用单元的第二个例子)图6是光时分解复用单元第二个例子的方框图。这是一个在光纤中使用交叉相位调制(XPM)的例子。在该例子中，160Gbit/s的光信号被划分为20Gbit/s×8信道。该光时分解复用单元包括光耦合器401，用于耦合160Gbit/s的复用信号和20GHz的线性调频脉冲串；光纤404；以及波长滤波器403，用于将这些信号划分为单独的信道。
在光纤404中，复用信号与线性调频脉冲在时间轴上的重叠被在各信道的线性调频脉冲频谱中带有峰值的XPM效应所取代。图7示出了光纤404的输出。波长滤波器403通过对转换成线性调频脉冲的不同频谱单元的光信号进行解复用，从而将各条信道的光信号提供给对应的输出端口。
上述第一个和第二个例子可被应用在根据本发明第一、第二和第三实施例所述的光时分解复用单元内。例如，可根据波长滤波器输出上的信道波长来识别这些信道。信道控制器上的控制可以通过对用于耦合线性调频脉冲和复用信号的定时(timing)进行控制来实现。
在第一和第二个例子中，因为时分复用信道被转换成波长分割复用信道(wavelength-division-multiplexed channels)，所以时分复用信道的顺序被转换成波长分割复用信道中波长的顺序。升序或降序由线性调频脉冲的符号来决定。然后，时分复用信道之间的关系(即它们的顺序)就可被唯一地确定。如果耦合复用信号和线性调频脉冲的定时被改变，则信道顺序也将相对于端口号相应地改变。按照这种方式，就可以唯一地确定信道顺序。
在第三实施例的不规则间隔复用信号的情况下，转换后的波长间隔变得不规则。如果波长滤波器被设计成在仅当复用信号和线性调频脉冲在某一特定的定时上被耦合时才能通过波长来分割所有信道，则当在与给定的定时不同的定时上执行耦合时，波长滤波器将不提供输出，并且信道号也不与端口号匹配。按照这种方式，端口中输出的存在与否就可被用于信道的控制。
(光时分解复用单元的第三个例子)图8是光时分解复用单元的第三个例子的方框图；这是一个批量型多输出信号解复用方法的例子。在预定的同步定时上，在时间上复用了N条信道的光信号的复用信号(频率f0，比特率N·f0)以及具有重复频率f0的门光脉冲(gate light pulse)串(频率fg)被提供给分光器(splitter)601、602。
时分复用光信号通过光时分解复用单元601被分离成N条信道，然后通过延迟电路603-1至603-N被提供给耦合器604-1至604-N，所述延迟电路在信号比特之间将信号延迟Δt。同时，门脉冲通过分光器602被划分成N条信道，并被提供给耦合器604-1至604-N。耦合器604-1至604-N将复用信号和门脉冲合并起来，并将它们提供给互相关信号发生器605-1至605-N。
图9用于说明提供给互相关信号发生器605-1至605-N的复用信号与门光脉冲串之间的关系。由于复用信号被移位一个比特(Δt)，所以信道1的光信号将与门光脉冲在互相关信号发生器605-1中发生重叠；信道2的光信号将与门光脉冲在互相关信号发生器605-2中发生重叠；其余信道中的情况也相同。结果，互相关信号发生器605-1至605-N为各条信道提供了相关信号。这些信道的相关信号被光滤波器606-1至606-N同时分开。按照这种方式，就能够同时分割N条信道的复用信号。
如果使用四波混合(FWM)半导体放大器作为互相关信号发生器605，则互相关信号将由复用信号和门光脉冲的四个光波组成。光滤波器606分割光频率f＝2fg-fs或f＝2fs-fg。如果在互相关信号发生器605中使用半导体光放大器的交叉增益调制(XGM)功能，则互相关信号将具有与复用光信号相同的频率，并且光滤波器606将波分割为频率f＝fs。
当通过四波混合或交叉增益调制生成互相关信号时，半导体放大器有时会产生光栅效应(pattern effect)问题。在这种情况下，通过在将复用光信号或门光脉冲串提供给光放大器之前为复用光信号或门光脉冲串添加辅助光(CW光)，就可缩短半导体放大器中载波(carrier)的寿命并减小光栅效应。
如果在互相关信号发生器605中使用电场吸收型光放大器的交叉吸收调制(XAM)功能，则由于互相关信号与复用光信号具有相同的频率，因此光滤波器606分离频率为f＝fs的光波。同时，如果在互相关信号发生器605中使用二次非线性光材料的和频率生成(SFG)效应，则互相关信号将变成频率为复用信号与门光脉冲之和的光，并且光滤波器606分离频率为f＝fs+fg的光波。所述二次非线性光材料包括LiNbO3、AAP和KTP。
如果在互相关信号发生器605中使用二次非线性光材料的差分频率生成(DFG)效应，则互相关信号将变成频率为复用信号与门光脉冲之差的光，并且光滤波器606分离频率为f＝|fs-fg|的光波。所述二次非线性光材料包括LiNbO3、AAP和KTP。
图10示出了光时分解复用单元的第三个例子的电路图。该光时分解复用单元将160Gbit/s复用光信号划分为20Gbit/s×8信道，其复用度为N＝8。光时分解复用单元101(201)包括分光器701、702、等同于光延迟电路的波导707、708、耦合器704、互相关信号发生器705以及滤波器706，所有上述电路都被集成在一个基片700上。
在本例中，图8所示的延迟电路603-1至603-8的功能是通过改变各个波导707-1至707-8(它们与分光器701和耦合器704-1至704-8相连)的光路长度来实现的。连接至分光器702和耦合器704-1至704-8的波导708-1至708-8的路径长度被设置为彼此相等。然后，将门光脉冲与时分复用光信号合并的定时被高精度地确定出来。
本例中，延迟间隔被在波导中按照从707-1至707-8的顺序递增Δt。尽管波导707-1的路径长度不同于708-1，但由于信号输入定时是受控制的，以使信道1的光信号与门光脉冲在互相关信号发生器705-1内在时间轴上互相重叠。结果，信道2-8的光信号和门脉冲在互相关信号发生器705-2至705-8内在时间轴上互相重叠。
(光时分解复用单元的第四个例子)图11示出了光时分解复用单元的第四个例子，该图说明了批量型多输出信号解复用方法的一个例子。其中光信号的N条信道在时间上受到复用的比特率为N·f0的复用光信号(频率为fs)被分光器601划分为N条信道，然后被提供给耦合器604-1至604-N。同时，具有重复频率f0的门脉冲串(频率为fg)被分光器602划分为N条信道，并通过将信号每比特延迟Δt的延迟电路603-1至603-N被提供给耦合器604-1至604-N。耦合器604-1至604-N将复用信号与门光脉冲合并起来，并将它们提供给互相关信号发生器605-1至605-N。
图12示出了提供给互相关信号发生器605-1至605-N的复用信号与门光脉冲串之间的关系。因为门脉冲被移位了一个比特(Δt)，所以信道1的光信号和门光脉冲在互相关信号发生器605-1中相互重叠；信道2的光信号和门光脉冲在互相关信号发生器605-2中相互重叠；其余信道的情况也相同。结果，互相关信号发生器605-1至605-N为各条信道都提供互相关信号。各条信道的互相关信号被分光器606-1至606-N同时分割。按照这种方式，就能够同时分割N条信道的复用信号。
在互相关信号发生器605中，可以使用四波混合(FWM)半导体放大器、XGM半导体放大器、XAM型放大器、二次非线性光材料的SFG以及二次非线性光材料的DFG，以便光滤波器606分割对应于各个互相关信号发生器的光信号。
图13是光时分解复用单元的第四个例子的电路图。该光时分解复用单元将160Gbit/s的复用光信号划分为20Gbit/s×8信道，其复用度为N＝8。光时分解复用单元101(201)包括分光器701、702、等同于光延迟电路的光波导707、708、耦合器704、互相关信号发生器705以及滤波器706，上述所有电路都被集成在一个基片700上。
本例中，图11所示的延迟电路603-1至603-8的功能是通过改变与分光器702和耦合器704-1至704-8相连的各个波导708-1至708-8的光路径长度来实现的。连接分光器701和耦合器704-1至704-8的波导707-1至707-8的路径长度被设置成彼此相同。然后，将门光脉冲与时分复用光信号合并的定时被高精度地确定出来。
在这个例子中，延迟间隔被在光波导中按照从708-1至708-8的顺序递减Δt。尽管波导707-1的路径长度不同于708-1，但由于信号输入定时是受控制的，从而使信道1的光信号与门光脉冲在互相关信号发生器705-1内在时间轴上互相重叠。结果，信道2-8的光信号和门脉冲也将在互相关信号发生器705-2至705-8之内在时间轴上互相重叠。
(光时分解复用单元的第五个例子)图14示出了光时分解复用单元的第五个例子，该图说明了批量型多输出信号解复用方法的一个例子。其中光信号的N条信道在时间上受到复用的比特率为N·f0的复用光信号(频率为fs)被分光器601划分为N条信道，然后通过每1/2比特产生Δt/2延迟的延迟电路607-1至607-N被提供给耦合器604-1至604-N。同时，具有重复频率f0的门脉冲串(频率为fg)被分光器602划分为N条信道，并通过反方向地将信号每1/2比特延迟-Δt/2的延迟电路608-1至608-N被提供给耦合器604-1至604-N。耦合器604-1至604-N将复用信号与门光脉冲合并起来，并将它们提供给互相关信号发生器605-1至605-N。
图15示出了提供给互相关信号发生器605-1至605-N的复用信号与门光脉冲串之间的关系。由于复用信号和门脉冲被移位了一个比特(Δt)，所以信道1的光信号和门光脉冲在互相关信号发生器605-1中相互重叠；信道2的光信号和门光脉冲在互相关信号发生器605-2中相互重叠；其余信道的情况相同。结果，互相关信号发生器605-1至605-N为各条信道都提供互相关信号。各条信道的互相关信号被光滤波器606-1至606-N同时分割。按照这种方式，就能够同时分割N条信道的复用信号。
在互相关信号发生器605中，可以使用四波混合(FWM)半导体放大器、XGM半导体放大器、XAM型放大器、二次非线性光材料的SFG以及二次非线性光材料的DFG，以便光滤波器606分割对应于各个互相关信号发生器的光信号。
图16示出了光时分解复用单元的第五个例子的电路图。该光时分解复用单元将160Gbit/s的复用光信号划分为20Gbit/s×8信道，其复用度为N＝8。光时分解复用单元101(201)包括分光器701、702、等同于光延迟电路的光波导707、708、耦合器704、互相关信号发生器705以及滤波器706，上述所有电路都被集成在一个基片700上。
在这个例子中，图14所示的延迟电路607-1至607-8的功能是通过改变与分光器701和耦合器704-1至704-8相连的各个波导707-1至707-8的光路径长度来实现的。图14所示的延迟电路608-1至608-8的功能是通过改变与分光器702和耦合器704-1至704-8相连的各个波导708-1至708-8的光路径长度来实现的。然后，将门光脉冲和时分复用光信号合并的定时被高精度地确定出来。
本实施例中，延迟间隔在光波导中被按照从707-1至707-8的顺序递增Δt/2，同时按照从708-1至708-8的顺序递减Δt/2。尽管波导707-1的路径长度不同于708-1，但由于信号输入定时是受到控制，以使信道1的光信号与门光脉冲在互相关信号发生器705-1内在时间轴上互相重叠。结果，信道2-8的光信号和门脉冲也在互相关信号发生器705-2至705-8内在时间轴上互相重叠。
如在光时分解复用单元的第三、第四和第五个例子中所描述的那样，用于降低光栅效应的辅助光(CW光)单元和将复用信号与门光脉冲合并的光耦合器可被集成在基片700中。基片700可以是石英基片、半导体基片或陶瓷基片，其上可以形成石英波导、半导体波导或陶瓷波导。通过形成独立于极性的互相关信号发生器，就可以消除因复用信号与门光脉冲之间的极性差值而导致的波动。
接下来描述提取信道的方式。可以通过下述方法来彼此区分信道(1)将时分复用光信号划分为N条信道，将一条或多条信道内的光信号转换成电信号，并从转换后的电信号中读取数据；或者(2)在部分信道上叠加一个副载波(sub-carrier)，传输所有标记或者执行色散复用或码分复用以识别所述副载波、标记比例或者色散复用或码分复用信号。
通过相对于信号解复用顺序所用的门光脉冲的定时来移位复用信号的定时，就可以实现信道的控制。将光信号和门光脉冲划分成N条信道并为不同比特数据的选通(gating)提供不同的延迟时间的功能可被合并入PLG波导和半导体波导中。可以通过这样一种波导来唯一地确定用于信号解复用顺序的信道号顺序。如果门光脉冲的定时被相对于光信号的定时移位，则对应于输出端口的信道顺序也相应地改变。这样，用于信号解复用顺序的信道就能够得到控制。
在第一和第二实施例中已经采用了第三、第四和第五个例子。如果使延迟电路603-1至603-N给定的延迟时间变得不规则，则它们也可被用在第三实施例中。
(不规则间隔的光时分复用信号发生器的例子)图17示出了不规则间隔的光时分复用信号发生器的一个例子。该不规则间隔的光时分复用信号发生器306通过将不规则间隔赋予N条信道的复用比特数据来执行信号复用。信道1与信道2之间的间隔为Δt1、信道2与信道3之间的间隔为Δt2、信道3与信道4之间的间隔为Δt3、信道N-1与信道N之间的间隔为ΔtN-1；τsend≤1/(Nf0)Δt1+Δt2+……+ΔtN-1+ΔtN＝1/f0。
在本发明中，Δt被确定用以使i和j的至少一个组合符合要求Δti(i＝1，2，……，N)≠Δtj(j＝1，2，……，N)(i≠j)。
换句话说，在信号复用过程中，至少有一个比特间隔不同于其它的比特间隔。图18的时间图示意性地示出了时分复用的过程。该图中作为一个例子示出了符合要求Δt1＜Δt2＜……＜ΔtN-1＜ΔtN的时间图。在这个例子中，作为一种光调制的方法描述了与比特率为f0的光信号相关的信号的生成。然而，也可以使用另一种利用比特率为f0的电信号调制光脉冲的调制方法。光信号解复用单元301可以对通过不规则间隔的时分复用而生成的信号进行解复用，并将解复用的信号同时提供给所有的输出端口。
另外，可以控制时间间隔以使其符合Δti(i＝1，2，……，N)≠Δtj(j＝i+1或j＝i-1)，ΔtN+1＝Δt1，Δt-1＝ΔtN。
(光时分解复用单元的第六个例子)图19示出了光时分解复用单元的第六个例子，其中说明了一个可应用于不规则间隔的时分复用信号的光时分解复用单元301的结构。本例的结构与图8相同，并对应于在不规则间隔时分复用信号内的比特间隔，在延迟电路609-1至609-N内设置延迟时间。
图20示出了提供给互相关信号发生器605-1至605-N的复用信号与门光脉冲串之间的关系。不规则间隔的复用信号被分光器601划分为N条信道，它们在延迟电路609-1至609-N内被赋予预定的延迟。另一方面，门光脉冲被分光器602划分为N条信道，并在未延迟的情况下被提供给光耦合器604-1至604-N。耦合器604-1至604-N在图20所示的定时上耦合复用信号和门光脉冲。互相关信号发生器605-1至605-N将互相关信号同时提供给各条信道。互相关信号被光滤波器606-1至606-N同时分割，并且N条信道的复用信号可以被同时分割并提供给输出端口。
由于不规则间隔的时分复用信号被延迟，所以它们可以同时被分割，如果与门光脉冲耦合的定时不同于一个预定的定时，则光信号解复用单元的输出端口将不为所有的N条信道提供输出。这是因为这样一个定时偏移会使整个信道的信号移位相同的量值。换句话说，光信号解复用单元301的N个端口中的至少一个端口并不提供输出。与门光脉冲耦合的定时一次被移位一条信道，同时信号解复用单元端口的输出受到监视。然后，在一个特定的耦合定时上，所有的输出端口同时接收解复用信号。
在图19所示的光信号解复用单元内，类似于图8的情况，延迟电路与分光器601相连。然而，延迟电路也可以像图11所示的情况那样与分光器602相连，或者像图14所示的情况那样，延迟电路可以同时与两个分光器601、602相连以分离不同信道内的信号。
以上参考优选实施例描述了本发明，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明更广泛含义的情况下，显然可以对其进行各种改变和修改，因此，因为落入本发明实际的精神范围内，在权利要求书中将涵盖所有的这种变换和修改。
权利要求
1.一种时分复用光信号的信道提取方法，它将复用信号划分为总共N条信道，并提取信道号，用以将解复用后的信号提供给其端口号与信道号相匹配的输出端口，所述方法包括解复用步骤，将复用信号解复用成N条信道，并将解复用后的信号提供给总共N个单独端口；提取步骤，在对应于所述N个单独端口的N条信道内提取至少一条信道的信道号；交换步骤，根据在所述提取步骤中识别出来的一条信道的编号与对应于所述信道编号的输出端口号之间的关系，将所述N条信道交换到其端口号与N条信道的编号唯一匹配的输出端口；以及输出步骤，将所述交换后的N条信道的信号提供给其输出端口号与信道号相匹配的输出端口。
2.一种时分复用光信号的信道提取方法，它将复用信号划分为总共N条信道，并提取信道号，用以将解复用后的信号提供给其端口号与信道号相匹配的输出端口，所述方法包括解复用步骤，将复用信号解复用成N条信道，并将解复用后的信号提供给总共N个的单独端口；提取步骤，在对应于所述N个单独端口的N条信道内提取至少一条信道的信道号；控制步骤，根据在所述提取步骤中识别出来的一条信道的编号与对应于所述信道编号的输出端口号之间的关系，控制提供给单独端口的所述N条信道的信号，以使N条信道的编号与输出端口号唯一地匹配；以及输出步骤，将所述N条信道的信号提供给其输出端口号与信道号相匹配的输出端口。
3.一种时分复用光信号的信道提取方法，它将复用信号划分为总共N条信道，并提取信道号，用以将解复用后的信号提供给其端口号与信道号相匹配的输出端口，所述方法包括解复用步骤，将其信道间隔在时间轴上并不规则的不规则间隔时分复用光信号解复用成N条信道，并将解复用后的信号提供给其间隔与所述信道间隔相同的总共N个单独端口，其中，当N条信道的编号与输出端口的编号相匹配时，信号将被提供给所有N个单独的端口；控制步骤，监视输出到输出端口的信号，并控制提供给单独端口的所述N条信道的信号，以使所有N个单独的端口都接收到信号输出；以及输出步骤，将所述N条信道的信号提供给其输出端口号与信道号相匹配的输出端口。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当第i条信道与第(i+1)条信道相邻时，第N条信道与第一条信道相邻，比特率为Nf0(比特/秒)，脉冲宽度为τsend秒，信道间隔符合关系τsend≤1/(Nf0)以及Δt1+Δt2+……+ΔtN-1+ΔtN＝1/f0，所述不规则间隔时分复用光信号符合关系Δti(i＝1，2，……，N)≠Δtj(j＝1，2，……，N)(i≠j)。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道间隔符合关系Δti(i＝1，2，……，N)≠Δtj(j＝i+1或j＝i-1)；ΔtN+1＝Δt1；以及Δt-1＝ΔtN。
6.一种时分复用光信号的信道提取设备，它将复用信号划分为总共N条信道，并提取信道号，用以将解复用的信号提供给其端口号与信道号相匹配的输出端口，所述设备包括光时分解复用装置，用于将复用信号解复用成N条信道，并将解复用后的信号提供给总共N个单独端口；信道提取装置，它与所述N个单独端口相连，用于在对应于所述N个单独端口的N条信道内提取至少一条信道的信道号；信道交换装置，用于根据由所述信道提取装置识别出来的一条信道的编号与对应于所述信道编号的输出端口号之间的关系，将所述N条信道交换到其端口号与N条信道的编号唯一地匹配的输出端口；以及输出装置，它具有总共N个输出端口，用于将所述交换后的N条信道的信号提供给其输出端口号与信道号相匹配的输出端口。
7.一种时分复用光信号的信道提取设备，它将复用信号划分为总共N条信道，并提取信道号，从而将解复用后的信号提供给其端口号与信道号相匹配的输出端口，所述设备包括光时分解复用装置，用于将复用信号解复用成N条信道，并将解复用后的信号提供给总共N个单独端口；信道提取装置，它与所述N个单独端口相连，用于在对应于所述N个单独端口的N条信道内提取至少一条信道的信道号；信道控制装置，用于根据由所述信道提取装置识别出来的一条信道的编号与对应于所述信道编号的输出端口号之间的关系，控制提供给单独端口的所述N条信道的信号，以使所述N条信道的编号与输出端口号唯一地匹配；以及输出装置，它具有总共N个输出端口，用于将所述N条信道的信号提供给其输出端口号与信道号相匹配的输出端口。
8.一种时分复用光信号的信道提取设备，它将复用信号划分为总共N条信道，并提取信道号，用以将解复用后的信号提供给其端口号与信道号相匹配的输出端口，所述设备包括光时分解复用装置，用于将其信道间隔在时间轴上并不规则的不规则间隔时分复用光信号解复用成N条信道，并将解复用后的信号提供给其间隔与所述信道间隔相同的总共N个单独端口，其中，当N条信道的编号与输出端口的编号相匹配时，信号被提供给所有N个单独端口；信道控制装置，用于监视输出到输出端口的信号，并控制提供给单独端口的所述N条信道的信号，以使所有的N个单独端口都接收到信号输出；以及输出装置，它具有总共N个输出端口，用于将所述N条信道的信号提供给其输出端口号与信道号相匹配的输出端口。
9.如权利要求6-8中的任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述光时分解复用装置包括用于耦合复用信号和线性调频光脉冲的装置；以及互相关装置，用于当复用信号与线性调频光脉冲重叠时提供互相关信号，并将时间轴上复用信号的N条信道的顺序转换成波长轴上的信道的唯一顺序，以将解复用后的信号提供给N条单独信道。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述互相关装置利用使用半导体放大器的四波混合、使用光纤的交叉相位调制、使用电场吸收型光放大器的交叉吸收调制以及二次非线性光材料中的伪相位匹配之一来提供互相关信号。
11.如权利要求6-8中的任一权利要求所述的设备，其特征在于，所述光时分解复用装置包括耦合装置，它为被划分为N条信道的复用信号或被划分为N条信道的门光脉冲的至少之一提供不同的延迟，以使信号和脉冲在各条信道内在不同的定时上重叠；以及总共N个互相关装置，用于当复用信号与线性调频光脉冲重叠时提供一个互相关信号。
12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述互相关装置利用使用半导体放大器的四波混合、使用光纤的交叉相位调制、使用电场吸收型光放大器的交叉吸收调制以及二次非线性光材料中的伪相位匹配之一来提供互相关信号。
13.如权利要求8所述的设备，其特征在于，当第i条信道与第(i+1)条信道相邻时，第N条信道与第一条信道相邻，比特率为Nf0(比特/秒)，脉冲宽度为τsend秒，信道间隔符合关系τsend≤1/(Nf0)以及Δt1+Δt2+……+ΔtN-1+ΔtN＝1/f0，所述不规则间隔时分复用光信号符合关系Δti(i＝1，2，……，N)≠Δtj(j＝1，2，……，N)(i≠j)。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述信道间隔符合关系Δti(i＝1，2，……，N)≠Δtj(j＝i+1或j＝i-1)；ΔtN+1＝Δt1；以及Δt-1＝ΔtN。
全文摘要
通过使光时分解复用单元的端口号与信道号唯一地相关，就可以容易地识别出信号信道。提取设备包括光时分解复用单元，用于将复用信号划分为N条信道，并将它们提供给N个单独端口；信道提取单元，它与N个单独端口相连，用于提取N条信道中的一个信道号；信道交换机，用于根据所提取的一条信道的编号和对应于所述一条信道的编号的输出端口号之间的关系，将N条信道交换到其端口号与N条信道的编号唯一地匹配的输出端口；以及数据输出单元，它具有N个输出端口，用于将交换后的N条信道的信号提供给其端口号与信道号相匹配的输出端口。
文档编号H04Q3/52GK1481106SQ0314615
公开日2004年3月10日 申请日期2003年7月24日 优先权日2002年7月24日
发明者社家一平, 高良秀彦, 川西悟基, 基, 彦 申请人:日本电信电话株式会社